JPH03164576A - Piston mechanism of piston device - Google Patents
Piston mechanism of piston deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、１つのシリンダーに案内される少なくとも１
つのピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポンプ
もしくは流体圧モータのピストン機構に関する。上記ピ
ストン機構に於ては、ピストンの一端に圧力媒体が作用
し、ピストンの他端に滑りシューが球面ジヨイントを介
し協働可能に備えられ、且つピストンの他端は滑りシュ
ーを介して支持面に支持され、ピストン及び滑りシュー
は、縦穴と、両端にそれぞれジヨイントヘッドを有する
連結部材とによって相互に連結保持され、上記ヘッドの
それぞれは、ピストンと滑りシューの内部に位置する２
組の連結用球面ジヨイントの一部を構成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The invention relates to at least one cylinder guided in one cylinder.
The present invention relates to a piston device having two pistons, in particular a piston mechanism for a hydraulic pump or a hydraulic motor. In the above piston mechanism, a pressure medium acts on one end of the piston, a sliding shoe is provided on the other end of the piston so as to be able to cooperate with each other via a spherical joint, and the other end of the piston is connected to a support surface through the sliding shoe. The piston and the sliding shoe are supported by a vertical hole and a connecting member having a joint head at each end thereof, each of the heads being connected to a joint member located inside the piston and the sliding shoe.
It forms part of the connecting spherical joint of the set.
従来技術とその問題点
このようなピストン装置のピストン機構としては、既に
種々の構造のものが知られている。公知のある種の構造
のもの（例えば米国特許第４４５４８０２号明細書参照
）では、シリンダー内で案内されるピストンが、滑りシ
ュー上の球面ジヨイントに前面に於て支持されている。Prior Art and its Problems Various structures of piston mechanisms for such piston devices are already known. In some known constructions (see, for example, U.S. Pat. No. 4,454,802), a piston guided in a cylinder is supported at the front in a spherical joint on a sliding shoe.
一方滑りシューは、支持面上に相互に移動可能に支持さ
れている。ピストンと滑りシューは、連結部材によって
連結され、連結部材は、その両端に、反対方向を向いた
球面状ヘッドを具備し、これらヘッドの球面が、ピスト
ン及び滑りシューに備えられた凹形球面と協働し、その
結果ピストンと滑りシューは、互いに保持される。この
ようなピストン装置に於ては、作動中に滑りシューとピ
ストンとの間、従ってその球面ジヨイントの部分で相対
的な移動が起るので、連結部材はこのような移動を可能
にすることが必要である。公知の構造に於ては、このよ
うな移動は可能であるが、相反する方向の球面状ヘッド
は、連結部材のジヨイント面にクランピング効果や遊び
を生じさせ、更には滑り面に損傷を与える。The sliding shoes, on the other hand, are supported on the support surface so as to be movable relative to each other. The piston and the sliding shoe are connected by a connecting member, the connecting member having oppositely directed spherical heads at each end thereof, the spherical surfaces of these heads interfacing with the concave spherical surfaces provided on the piston and the sliding shoe. Cooperating, the piston and sliding shoe are thus held together. In such a piston device, during operation there is a relative movement between the sliding shoe and the piston, and thus in the area of its spherical joint, so that the coupling member must be able to allow such movement. is necessary. Although such a movement is possible in known constructions, spherical heads in opposing directions can cause clamping effects and play on the joint surfaces of the connecting members, and even damage the sliding surfaces. .
ピストン機構の他の公知の構造のもの（例えば英国特許
第１３５７９９５号明細書参照）では、ピストン−滑り
シュー構造を有し、これは先に述べた構造のものと異な
り、ピストンの前面に凸球面が備えられ、滑りシューは
凹ジヨイント面を持っている。連結部材は一端にだけ球
状ジヨイント面を有し、他端は滑りシューに固定されて
いる。Other known constructions of piston mechanisms (see, for example, GB 1357995) have a piston-sliding shoe construction, which, unlike the constructions described above, has a convex spherical surface on the front surface of the piston. The sliding shoe has a concave joint surface. The connecting member has a spherical joint surface only at one end and is fixed to the sliding shoe at the other end.
この形態の欠点は、滑りシューと連結部材との間に固定
された連結部が存在するということである。A disadvantage of this configuration is that there is a fixed connection between the sliding shoe and the connecting member.
その結果ジヨイント面に付加されたストレス及び／又は
クランピング効果が生じ、ジヨイント面が損傷を受ける
ことになる。This results in added stress and/or clamping effects on the joint surface, which can result in damage to the joint surface.
発明の概要
本発明もまたピストン機構に関し、ピストンと滑りシュ
ーは、連結部材によって連結され、球面ジヨイントによ
って作動する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention also relates to a piston mechanism, in which the piston and the sliding shoe are connected by a connecting member and actuated by a spherical joint.
本発明の課題は、このような形態のピストン機構を発展
させ、ピストンと滑りシューとの間の相対的な移動を、
クランピングや遊びを全く生じさせることなしに、行な
うことを可能にすることである。The object of the present invention is to develop this type of piston mechanism and to control the relative movement between the piston and the sliding shoe.
It is possible to do this without any clamping or play.
本発明によれば、上記の課題は、ピストン内の球面ジヨ
イントと、滑りシュー内の球面ジヨイントとが、同方向
に湾曲し曲率半径の中心を共通する球面を備えているこ
とによって解決される。更に好ましくは、ピストンの他
端と滑りシュー間の球面ジヨイントの曲率半径の中心が
、連結部材の両端の２つの球面ジヨイントの曲率半径の
中心と共通していることである。この好ましい形態に於
ては、ピストン、滑りシュー及び連結部材との間に、同
じ中心を持つ３つの曲率半径の球面が存在する。According to the invention, the above problem is solved in that the spherical joint in the piston and the spherical joint in the sliding shoe have spherical surfaces that are curved in the same direction and have a common center of radius of curvature. More preferably, the center of the radius of curvature of the spherical joint between the other end of the piston and the sliding shoe is the same as the center of the radius of curvature of the two spherical joints at both ends of the connecting member. In this preferred form, between the piston, the sliding shoe and the connecting member there are spherical surfaces of three radii of curvature with the same center.
本発明を以下の実施例と添附図面とにより、詳細に説明
する。The present invention will be explained in detail with reference to the following examples and the accompanying drawings.
第１図に於て、（１）はシリンダーの一部を示し、その
内部に於ては、ピストン（３）がシリンダ内径（２）に
案内されている。ピストン（３）はシリンダ（１）内で
図示されていない一端側に於て圧力媒体の作用を受け、
他端（４）の前面に、凹球面状の滑り面（５）を備え、
この滑り面（５）上に、凸球面（７）を有する滑りシュ
ー（６）が取付けられている。In FIG. 1, (1) shows a part of the cylinder, inside which a piston (3) is guided by the cylinder inner diameter (2). The piston (3) is acted upon by a pressure medium at one end (not shown) within the cylinder (1),
A concave spherical sliding surface (5) is provided on the front surface of the other end (4),
A sliding shoe (6) having a convex spherical surface (7) is mounted on this sliding surface (5).
滑りシュー（６）は空所（８）を有し、該空所（８）の
底面は、曲率半径（Ｒ＋）の凹球面（９）を形成し、凹
球面（９）の中心（１０）は空所（８）内に位置してい
る。曲率半径（Ｒ２）の滑りシュー（６）の凸球面（７
）も同じ中心（１０）を持っている。滑りシュー（６）
の壁部（１２）には、これら２つの球面（５）、（９）
の間に中空部がある。また上記壁部（１２）はフランジ
（１３）を形成し、該フランジ（１３）の端面（１４）
が滑り面を形成し、この滑り面に於て支持面（１５）上
に支持されている。滑りシュー（６）の端面（１４）と
支持面（１５）とは、相対的に移動が可能であり、ピス
トン装置の機能として、支持面（１５）の固定下に滑り
シュー（６）の端面（１４）が回転する場合と、これと
は逆に、上記端面（１４）の固定下に支持面（１５）が
回転する場合がある。シリンダ（１）が回転する場合、
アキシアルピストン装置が回転シリンダを備えている場
合のように、滑りシュー（６）の端面（１４）は固定さ
れた支持面（１５）上を移動する。しかし、アキシアル
ピストン装置が固定されたシリンダ（１）を備えている
場合、支持面（１５）が回転する。The sliding shoe (6) has a cavity (8), the bottom surface of the cavity (8) forms a concave spherical surface (9) with a radius of curvature (R+), and the center (10) of the concave spherical surface (9) is located within the empty space (8). Convex spherical surface (7) of sliding shoe (6) with radius of curvature (R2)
) also has the same center (10). Sliding shoe (6)
The wall (12) has these two spherical surfaces (5) and (9).
There is a hollow space in between. The wall (12) also forms a flange (13), and an end surface (14) of the flange (13)
forms a sliding surface on which it is supported on the support surface (15). The end surface (14) of the sliding shoe (6) and the support surface (15) are relatively movable, and as a function of the piston device, the end surface of the sliding shoe (6) is fixed while the support surface (15) is fixed. (14) may rotate, and conversely, the support surface (15) may rotate while the end surface (14) is fixed. When cylinder (1) rotates,
As in the case where the axial piston device is equipped with a rotating cylinder, the end face (14) of the sliding shoe (6) moves on a fixed support surface (15). However, if the axial piston device has a fixed cylinder (1), the support surface (15) rotates.
滑りシュー（６）の壁部（１２）に通路（１７）が形成
され、この通路（１７）を通じ、連結部材（１８）が突
出している。連結部材（１８）は、１部（１９）と、両
端に位置するジヨイントヘッド（２０）、（２１）を備
えている。ヘッド（２０）は球面形で球面（１１）を有
している。A channel (17) is formed in the wall (12) of the sliding shoe (6), through which a coupling member (18) projects. The connecting member (18) includes a portion (19) and joint heads (20) and (21) located at both ends. The head (20) is spherical and has a spherical surface (11).
ヘッド（２０）は軸部（１９）に例えばねじ結合手段に
よって固着されている。The head (20) is fixed to the shaft (19), for example by means of a screw connection.
第２図に示されるように、連結部材（１８）は、異なっ
た形態をとることができる。第２図の上側部分によれば
、滑りシュー（６）内に位置するジヨイントヘッド（２
０）は軸部分（１９）と一体で従って一体物になってい
る。この場合、ピストン（３）内に位置するジヨイント
ヘッド（２１）は別個の部品として製作し、例えばねじ
連結部（２１’）によって、軸部分（１９）に連結する
必要がある。As shown in FIG. 2, the connecting member (18) can take different forms. According to the upper part of Fig. 2, the joint head (2) located in the sliding shoe (6)
0) is integral with the shaft portion (19) and is thus an integral part. In this case, the joint head (21) located in the piston (3) has to be manufactured as a separate part and connected to the shaft part (19), for example by a threaded connection (21').
第２図の下側部分から分かるように、連結部材（１８）
は３つの部品で構成されていてもよく、その２つのジヨ
イントヘッド（２０）、（２１）は、例えばねじ連結部
（２０’）、（２１’）で、軸部分（１９）に固定され
ている。As can be seen from the lower part of Figure 2, the connecting member (18)
may consist of three parts, the two joint heads (20), (21) being fixed to the shaft part (19), for example by threaded connections (20'), (21'). ing.
第２図の下側部分に示すように、ジヨイントヘッド（２
１）は２つの部品形態で構成されていてもよく、この場
合プレート（３２）が、ジヨイントヘッド（２１）のジ
ヨイントヘッド（２０）側の面に配置され、このプレー
）（３２）は凹球面（２３）を備えている。ジヨイント
ヘッド（２１）が外方への滑り動作を行えない場合、プ
レート（３２）は、特に好ましい滑り特性と高い耐摩耗
性を有する材料、例えば熱処理をした特に合金鋼、青銅
被覆鋼または全体が青銅で製造されたものが適当である
。ジヨイントヘッド（２１）とジヨイントヘッド（２０
）とがそれぞれ一体物として作製されている場合は、プ
レート（３２）になされたのと同じ配慮が、凹球面（２
３）と凸球面（１１）の構造になされる。As shown in the lower part of Figure 2, the joint head (2
1) may be constructed in the form of two parts, in which case a plate (32) is arranged on the surface of the joint head (21) on the side of the joint head (20), and this plate (32) is It has a concave spherical surface (23). If the joint head (21) is not capable of an outward sliding movement, the plate (32) is made of a material with particularly favorable sliding properties and high wear resistance, for example alloy steel, especially heat-treated steel, bronze-coated steel or the entire body. A suitable one is one made of bronze. Joint head (21) and joint head (20)
) are each made as one piece, the same consideration given to the plate (32) is applied to the concave spherical surface (2).
3) and a convex spherical surface (11).
ヘッド（２１）は円筒型であって、中空ピストン（３）
の内部領域（２２）内に位置し、滑りシュー（６）側に
臨む側面に凹球面（２３）が形成されている。凹球面（
２３）は凸球面（２４）上に位置し、凸球面（２４）は
、ピストン（３）の内部領域（２２）の底部に位置して
いる。凸球面（２４）は第１図の下側部分に示すように
ピストン（３）の一体部分として作製してもよいし、或
は第１図の上側部分に示すように、下面が平面（２６）
の別部品（２５）として作製してもよく、この場合下面
（２６）は、ピストン（３）の内部領域（２２）内の平
坦底部（２７）上に位置している。球面（２３）、（２
４）の曲率半径（Ｒ３）は、球面（５）、（７）及び（
９）、（１１）の曲率半径（Ｒ１）及び（Ｒ２）と共通
の中心（１０）を持っている。The head (21) is cylindrical and has a hollow piston (3).
A concave spherical surface (23) is formed on the side surface facing the sliding shoe (6). Concave spherical surface (
23) is located on a convex spherical surface (24), which is located at the bottom of the internal region (22) of the piston (3). The convex spherical surface (24) may be made as an integral part of the piston (3), as shown in the lower part of FIG. )
It may also be made as a separate part (25) of the piston (3), in which case the lower surface (26) is located on the flat bottom (27) in the internal region (22) of the piston (3). Spherical (23), (2
The radius of curvature (R3) of 4) is the spherical surface (5), (7) and (
It has a common center (10) with the radius of curvature (R1) and (R2) of (9) and (11).
連結部材（１８）は、その全長にわたって縦穴（２８）
を備えている。ピストン（３）の内部領域（２２）内の
圧力媒体は上記縦穴（２８）を通って空所（８）に至り
、この空所（８）から、端面（１４）に圧力領域（２９
）を供給するのに利用することができる。軸部（１つ）
は横穴（３０）を備え、これは縦穴（２８）に接続され
、この横穴（３０）によって、圧力媒体を、滑りシュー
（６）の壁部（１２）の中の通路（１７）とピストン（
３）の底部に設けられた穴（３１）とに導入することが
できる。したがって、圧力媒体は３つの滑り面すなわち
球面（５）（７）、（９）（１１）及び（２３）（２４
）の各面からなる滑り面金部に作用する。これら３つの
滑り面の曲率半径の中心（１０）は同じなので、ピスト
ン（３）と滑りシュー（６）との間に移動があった場合
、上記３つの滑り面によって、連結部材（１８）は、ピ
ストン（３）と滑りシュー（６）とに対してクランピン
グなしの変位が可能になる。この信頼性によって滑り面
の損傷が回避される。The connecting member (18) has a vertical hole (28) along its entire length.
It is equipped with The pressure medium in the internal region (22) of the piston (3) passes through the vertical hole (28) into the cavity (8), from which a pressure region (29) is formed on the end face (14).
) can be used to supply Shaft (1 piece)
is provided with a transverse hole (30), which is connected to a longitudinal hole (28), by means of which the pressure medium is transferred between the passage (17) in the wall (12) of the sliding shoe (6) and the piston (
3) can be introduced into the hole (31) provided at the bottom of the device. Therefore, the pressure medium has three sliding surfaces, namely spherical surfaces (5) (7), (9) (11) and (23) (24).
) acts on the sliding surface metal part consisting of each surface. Since the center (10) of the radius of curvature of these three sliding surfaces is the same, when there is movement between the piston (3) and the sliding shoe (6), the connecting member (18) is moved by the three sliding surfaces. , a clamping-free displacement is possible for the piston (3) and the sliding shoe (6). This reliability avoids damage to the sliding surfaces.
さきに連結部材（１８）についてなされたのと同じ材料
選択に関する配慮が、ピストン（３）、滑りシュー（６
）、別部品（２５）及び支持面（１５）について行われ
る。ここの滑り面に比較的高い表面圧力が生じる場合に
は、好ましい摩擦特性と耐摩耗性を有する材料の組合せ
を選ぶ必要がある。例えば、上記の滑り面の、一方の滑
り面を青銅とし、他方の滑り面を熱処理合金鋼とする組
合せが有利である。The same material selection considerations previously made for the connecting member (18) are applied to the piston (3), sliding shoe (6).
), the separate part (25) and the support surface (15). If relatively high surface pressures occur on the sliding surfaces here, it is necessary to choose a combination of materials with favorable frictional properties and wear resistance. For example, a combination of the sliding surfaces described above, in which one sliding surface is made of bronze and the other sliding surface is made of heat-treated alloy steel, is advantageous.
【図面の簡単な説明】
第１図は、ピストン装置、特に油圧ポンプ及び油圧モー
タに適用できる本発明ピストン機構の一例を示す縦断面
図、第２図は第１図に示す連結部材の変形例を示す縦断
面図である。
図に於て、（１）はシリンダ、（２）はシリンダ内径、
（３）はピストン、（４）はピストンの他端、（５）は
球面、（６）は滑りシュー （７）は球面、（８）は空
所、（９）は球面、（１０）は中心、（１１）は球面、
（１２）は壁部、（１３）はフランジ、（１４）はフラ
ンジ端面、（１７）は通路、（１８）は連結部材、（１
９）は軸部、（２０）、（２１）はジヨイントへ・ノド
、（２２）は内部流域、（２３）、（２４）は球面、（
２５）は別部品、（２６）は別部品の下面、（２７）は
平坦底部、（２８）は縦穴、（２９）は圧力領域、（３
０）は横穴、（３１）は穴である。
（以 上）[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the piston mechanism of the present invention applicable to a piston device, particularly a hydraulic pump and a hydraulic motor, and FIG. 2 is a modification of the connecting member shown in FIG. 1. FIG. In the figure, (1) is the cylinder, (2) is the cylinder inner diameter,
(3) is the piston, (4) is the other end of the piston, (5) is the spherical surface, (6) is the sliding shoe (7) is the spherical surface, (8) is the void, (9) is the spherical surface, (10) is the The center, (11) is a spherical surface,
(12) is a wall, (13) is a flange, (14) is a flange end face, (17) is a passage, (18) is a connecting member, (1
9) is the shaft, (20) and (21) are the joint and throat, (22) is the internal basin, (23) and (24) are the spherical surfaces, (
25) is a separate part, (26) is the bottom surface of the separate part, (27) is a flat bottom, (28) is a vertical hole, (29) is a pressure area, (3
0) is a horizontal hole, and (31) is a hole. (that's all)
Claims (7)
ピストンを備えたピストン装置、特に流体圧ポンプもし
くは流体圧モータのピストン機構であって、ピストンの
一端に圧力媒体が作用し、ピストンの他端に滑りシュー
が球面ジョイントを介して協働可能に備えられ、且つピ
ストンの他端は滑りシューを介して支持面に支持され、
ピストン及び滑りシューは、縦穴と、両端にそれぞれジ
ョイントヘッドを有する連結部材によって連結され、上
記ヘッドのそれぞれは、ピストン内及び滑りシュー内に
位置する球面ジョイントの一部を構成するピストン機構
に於て、ピストン内及び滑りシュー内の球面ジョイント
が、同方向に湾曲し、且つ曲率半径の中心を共通する球
面を備えていることを特徴とするピストン装置のピスト
ン機構。(1) A piston device, in particular a piston mechanism of a hydraulic pump or hydraulic motor, with at least one piston guided in a cylinder, in which a pressure medium acts on one end of the piston and on the other end of the piston. A sliding shoe is provided so as to be able to cooperate with each other via a spherical joint, and the other end of the piston is supported on a support surface via the sliding shoe,
The piston and the sliding shoe are connected by a vertical hole and a connecting member having joint heads at each end, each of said heads being connected to a piston mechanism forming part of a spherical joint located within the piston and within the sliding shoe. A piston mechanism for a piston device, characterized in that the spherical joints in the piston and in the sliding shoe have spherical surfaces that are curved in the same direction and have a common center of radius of curvature.
ントが、連結部材の両端の球面ジョイントの曲率半径と
同じ中心の曲率半径を有していることを特徴とする請求
項１に記載のピストン機構。(2) The spherical joint between the other end of the piston and the sliding shoe has a central radius of curvature that is the same as the radius of curvature of the spherical joints at both ends of the connecting member. Piston mechanism.
特徴とする請求項１または２に記載のピストン機構。(3) Piston mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the common center is located in the sliding shoe.
置するピストン側の球面が、ピストンヘッドと一体であ
ることを特徴とする請求項３に記載のピストン機構。(4) The piston mechanism according to claim 3, wherein the spherical surface on the piston side located at the spherical joint between the piston and the connecting member is integral with the piston head.
球面が、ピストンの内部に位置する別個のプレートの一
部分であることを特徴とする請求項３に記載のピストン
機構。5. Piston mechanism according to claim 3, characterized in that the convex spherical surface of the spherical joint between the piston and the connecting member is part of a separate plate located inside the piston.
ピストン内部の平面に支持されていることを特徴とする
請求項５に記載のピストン機構。(6) The piston mechanism according to claim 5, wherein the lower surface of the separate plate is a flat surface, and the flat surface is supported by a flat surface inside the piston.
れ、この横穴を通じ、ピストン内の圧力媒体が軸部を囲
む、ピストンと滑りシュー内の自由領域内に作用するこ
とを特徴とする請求項１に記載のピストン機構。(7) A horizontal hole is formed in the shaft of the connecting member located in the vertical hole, through which the pressure medium in the piston acts in a free region in the piston and sliding shoe surrounding the shaft. The piston mechanism according to claim 1.
Priority Applications (1)
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| JP1289829A JP2976228B2 (en) | 1989-11-06 | 1989-11-06 | Piston mechanism of piston device |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101832262A (en) * | 2010-04-01 | 2010-09-15 | 西南石油大学 | Self-centering piston of drilling pump |
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-
1989
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101832262A (en) * | 2010-04-01 | 2010-09-15 | 西南石油大学 | Self-centering piston of drilling pump |
| WO2014122856A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 川崎重工業株式会社 | Piston |
| KR20190117497A (en) * | 2017-02-27 | 2019-10-16 | 비아니 라비 | Articulated coupling for piston sealing device |
| JP2020509286A (en) * | 2017-02-27 | 2020-03-26 | ラビー, ヴィアニーRABHI Vianney | Articulated joint for piston seals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2976228B2 (en) | 1999-11-10 |
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